图1 V型球阀灾难性的阀门失效导致计量站充满泥沙
随着石油资源的紧俏,人们把注意力部分转移到了天然气资源上,不断寻找天然气资源,并通过建立气井的形式开采。但是,从气井中抽出的天然气含有大量的水和泥沙,流出速度相对较高,侵蚀金属表面。红阀9000系列成功地解决了这一系列的难题,它具有较强的耐磨性能,在实际应用中表现良好。
一家加拿大石油天然气公司在加拿大北部的荒漠地区拥有许多油井和天然气井,每一个天然气井均配备一个计量站用于控制输出量。计量站包括调节阀、切断阀、计量设备及远程遥测装置,远程遥测装置用于连接计量站与SCADA系统。计量站的基本功能是控制天然气井的流量和压力,以控制液面下降并获得最大产量。
图2 9000系列控制管夹阀
解决磨损问题
从气井中抽出的天然气含有大量的水和泥沙,流出速度相对较高,侵蚀金属表面。这家公司之前一直采用V型球阀,但总是被一系列的问题所困扰,最严重的问题是阀门失效,导致整个计量站充满泥沙,需要耗费15~20万美元重新更换计量站。
图3 位于加拿大西北部荒漠地区的一个天然气井由计量站控制
整个V型球阀被天然气中的泥沙磨损严重,更换阀门需要关闭气井6h,损失将近12.5万ft3(3539.6m3)的天然气,约合6250美元。红阀设在温哥华的直属销售办事处,与该公司一起维护以及改进气井控制,并找到一个解决磨损问题的方案,采用红阀9000系列高压控制管夹阀替换V型球阀。红阀9000系列是一款ANSI 300磅级阀门,压力可达720psi(4.96MPa)。和所有红阀管夹阀一样,9000系列具有以全通径开启、流道中无障碍、流体方向无变化的特点。橡胶管夹阀套管弹性很好,可吸收砂粒的撞击力,不易磨损。
为了满足计量站安装的需要,9000系列管夹阀配备了液压缸驱动装置及Fisher智能型定位器,以便与原有的SCADA控制系统进行数据连接。该阀门还配备了最新的“智能”套管技术,可以感应磨损量并向SCADA系统发送套管磨损信号,以便安排套管更换。红阀还向该公司提供了一些手动开关管夹阀,配伞齿轮驱动装置。为了使产量最大化,同时又不损毁油气井,石油天然气公司通常使这些阀门开度保持在40%~50%。泥沙和水的混合物以150ft/s(45.72m/s)的速度通过,高速的混合物会很快磨损掉V型球阀的阀座、密封件甚至阀体。计量站采用红阀9000系列高压控制阀后,延长了使用阀门的寿命,并保证了紧密的控制。使用燃料气体驱动气缸,采用太阳能电池板驱动的低压电磁阀控制阀门。这些阀门运行1年后,性能没有任何变化,不需要维护,在检查中,没有发现任何磨损的迹象。
图7 入口分离器储存罐,用于去除气田天然气中的水和泥沙,5200系列管夹阀保持液位控制
入口分离器
从气井中获得的气田天然气,被管道输送到中心处理场,在这里脱水脱沙。采用入口分离器使泥沙和水的含量下降,天然气的含量上升,在分离器的顶端,采用天然气压缩机收集天然气,同时已被分离出来的泥沙和水被集中倾倒在采出水储存罐中。使用一个控制型管夹阀可以精确控制采出水的水量,以确保水面不要上升太高,从而导致采出水进入压缩机的入口。
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